石油副产品制备的有机半导体薄膜的电子结构与电荷传输特性 开放获取

《Journal of Materials Chemistry C》：Electronic Structure and Charge Transport Properties of Organic Semiconductor Thin Films from Petroleum ByproductsOpen Access

　　

化石燃料的开采会产生大量重质多环芳烃（PAHs）副产品，这些物质通常被视为废物。将石油沥青质等PAHs转化为高附加值的应用材料具有极大的吸引力。虽然沥青质具有可用于有机半导体的π共轭分子结构，但关于其电子结构和电荷传输特性的基础知识仍不完善。在此，我们报告了对沥青质薄膜的全面化学和电学性质研究。我们构建了仅含电子和仅含空穴的器件，并利用导电型原子力显微镜测量了该材料的载流子迁移率。研究表明，所制备的沥青质薄膜是环境稳定的n型有机半导体，其带隙约为2.0电子伏特，最低未占分子轨道能量低于4电子伏特。其本征电子和空穴迁移率分别为(1.66 ± 0.90) × 10^-4和(8.28 ± 1.58) × 10^-6厘米²/(伏特·秒)，这一数值已与许多常用有机半导体材料相当。我们的研究结果表明，石油沥青质（以及化石燃料产生的其他PAH副产品）有望成为低成本、稳定的n型有机半导体材料，可应用于各类功能器件，从而为大量存在的化石燃料副产品提供一种实用且具经济价值的利用途径。

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? 2026 作者。由英国皇家化学学会出版

2026

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